为了保持竞争力，人们普遍认为行业应该采用精益制造策略来提高流程效率。这项关键措施可以减少零件数量，即组件或系统中的部件数量。当涉及高精度直角坐标运动应用时，这种工艺具有挑战性。在这些情况下，桁架机械手机器制造商通常需要同时使用 PLC 和CNC才能完全管理机器内的运动。
桁架机械手广泛用于机械、激光或等离子切割等机器功能的自动化——快速交付一致且可高度定制的高质量物品。虽然桁架机械手和 CNC机器不一定是同一件事，但两者的运动通常由 CNC 系统控制。其原因在于使用计算机数字控制器及其 G 代码语言对运动控制轨迹进行编程非常简单。这种编程语言与众不同，因为它根据计算机辅助设计/制造 (CAD/CAM) 图像和文件指示机器移动到哪里以及如何移动。G 代码读取预期最终产品的 CAD/CAM 文件，并将它们转换为桁架机械手内 CNC 伺服驱动器的轨迹和方向。因此，即使是最复杂和不寻常的 2D 形状和轮廓，高度准确、精确和可重复的运动也能创造出来。
虽然 CNC 解决方案作为机器人控制器运行良好，但它们无法监控和引导其他组件，例如电磁阀、夹具和空气软管——为此，该装置需要一个 PLC。这在理论上可以为所有不同的自动化部件处理严格的工具控制和反馈，从而消除对 CNC 系统的需求。然而，使用五种 PLC 语言中的任何一种编写桁架机械手的运动控制代码都非常具有挑战性。因此，机器制造商和用户需要为一台机器使用这两种不同的控制系统。
这种解决方案不是理想选择：额外的硬件只会增加机器的总拥有成本，还会影响构建/调试时间。事实上，两个独立的控制单元需要共享时间关键信息，增加潜在的循环时间并增加通信抖动的可能性，这可能会使同一台机器上基于 PLC 和 CNC 的过程不同步。
运动编程、控制和反馈的整体方法
为了解决这些问题，工厂自动化组件和系统制造商开始投资于跨越 PLC 和 CNC 系统之间界限的运动控制技术，以创建集成机器控制器，将两种解决方案的关键功能结合起来。
一个很好的例子是三菱电机的 MELSEC iQ-R 运动控制器及其 G 代码附加库。通过选择该解决方案，机器制造商可以使用通用伺服系统和 MELSEC iQ-R 系列 PLC 来实现 CNC 功能，如果需要，可以安装 G 代码库。这允许在 G 代码中对高度精确的复杂切割轨迹和轮廓进行编程，而无需计算机数字控制器。
更准确地说，附加功能可帮助系统遵循特定于 PLC 的编程指令，例如运动 SFC（顺序功能图），以及从 CAD/CAM 文件自动生成和读取运动曲线。G 代码程序以文本格式提供，可以在三菱电机的 HMI 或任何通用编辑器上轻松编辑。通过消除对单独的 PLC 和 CNC 组件硬件的需求，MELSEC iQ-R 系统可以同步一台机器内的不同过程并减少循环时间。
此外，可以针对各种应用（包括 CNC 加工）使用单一解决方案并在它们之间轻松切换，从而使机器制造商可以使用它来控制完整的生产线。因此，企业可以受益于高度灵活、快速且具有成本效益的系统，该系统真正简化了他们的工业流程，同时提供质量和一致性。
